JavaScript深入之4类常见内存泄漏及如何避免

上篇文章详细介绍了内存回收和内存泄漏,今天我们继续这个篇幅,不过重点是内存泄漏可能发生的原因。

垃圾回收算法

常用垃圾回收算法叫做**标记清除 (Mark-and-sweep) **,算法由以下几步组成:

  • 1、垃圾回收器创建了一个“roots”列表。roots 通常是代码中全局变量的引用。JavaScript 中,“window” 对象是一个全局变量,被当作 root 。window 对象总是存在,因此垃圾回收器可以检查它和它的所有子对象是否存在(即不是垃圾);

  • 2、所有的 roots 被检查和标记为激活(即不是垃圾)。所有的子对象也被递归地检查。从 root 开始的所有对象如果是可达的,它就不被当作垃圾。

  • 3、所有未被标记的内存会被当做垃圾,收集器现在可以释放内存,归还给操作系统了。

现代的垃圾回收器改良了算法,但是本质是相同的:可达内存被标记,其余的被当作垃圾回收。

四种常见的JS内存泄漏

划重点 这是个考点

1、意外的全局变量

未定义的变量会在全局对象创建一个新变量,如下。

function foo(arg) {
    bar = "this is a hidden global variable";
}

函数 foo 内部忘记使用 var ,实际上JS会把bar挂载到全局对象上,意外创建一个全局变量。

function foo(arg) {
    window.bar = "this is an explicit global variable";
}

另一个意外的全局变量可能由 this 创建。

function foo() {
    this.variable = "potential accidental global";
}

// Foo 调用自己,this 指向了全局对象(window)
// 而不是 undefined
foo();

解决方法

在 JavaScript 文件头部加上 'use strict',使用严格模式避免意外的全局变量,此时上例中的this指向undefined。如果必须使用全局变量存储大量数据时,确保用完以后把它设置为 null 或者重新定义。

2、被遗忘的计时器或回调函数

计时器setInterval代码很常见

var someResource = getData();
setInterval(function() {
    var node = document.getElementById('Node');
    if(node) {
        // 处理 node 和 someResource
        node.innerHTML = JSON.stringify(someResource));
    }
}, 1000);

上面的例子表明,在节点node或者数据不再需要时,定时器依旧指向这些数据。所以哪怕当node节点被移除后,interval 仍旧存活并且垃圾回收器没办法回收,它的依赖也没办法被回收,除非终止定时器。

var element = document.getElementById('button');
function onClick(event) {
    element.innerHTML = 'text';
}

element.addEventListener('click', onClick);

对于上面观察者的例子,一旦它们不再需要(或者关联的对象变成不可达),明确地移除它们非常重要。老的 IE 6 是无法处理循环引用的。因为老版本的 IE 是无法检测 DOM 节点与 JavaScript 代码之间的循环引用,会导致内存泄漏。

但是,现代的浏览器(包括 IE 和 Microsoft Edge)使用了更先进的垃圾回收算法(标记清除),已经可以正确检测和处理循环引用了。即回收节点内存时,不必非要调用 removeEventListener 了。

3、脱离 DOM 的引用

如果把DOM 存成字典(JSON 键值对)或者数组,此时,同样的 DOM 元素存在两个引用:一个在 DOM 树中,另一个在字典中。那么将来需要把两个引用都清除。

var elements = {
    button: document.getElementById('button'),
    image: document.getElementById('image'),
    text: document.getElementById('text')
};
function doStuff() {
    image.src = 'http://some.url/image';
    button.click();
    console.log(text.innerHTML);
    // 更多逻辑
}
function removeButton() {
    // 按钮是 body 的后代元素
    document.body.removeChild(document.getElementById('button'));
    // 此时,仍旧存在一个全局的 #button 的引用
    // elements 字典。button 元素仍旧在内存中,不能被 GC 回收。
}

如果代码中保存了表格某一个 <td> 的引用。将来决定删除整个表格的时候,直觉认为 GC 会回收除了已保存的 <td> 以外的其它节点。实际情况并非如此:此 <td> 是表格的子节点,子元素与父元素是引用关系。由于代码保留了 <td> 的引用,导致整个表格仍待在内存中。所以保存 DOM 元素引用的时候,要小心谨慎。

4、闭包

闭包的关键是匿名函数可以访问父级作用域的变量。

var theThing = null;
var replaceThing = function () {
  var originalThing = theThing;
  var unused = function () {
    if (originalThing)
      console.log("hi");
  };
    
  theThing = {
    longStr: new Array(1000000).join('*'),
    someMethod: function () {
      console.log(someMessage);
    }
  };
};

setInterval(replaceThing, 1000);

每次调用 replaceThingtheThing 得到一个包含一个大数组和一个新闭包(someMethod)的新对象。同时,变量 unused 是一个引用 originalThing 的闭包(先前的 replaceThing 又调用了 theThing )。someMethod 可以通过 theThing 使用,someMethodunused 分享闭包作用域,尽管 unused 从未使用,它引用的 originalThing 迫使它保留在内存中(防止被回收)。

解决方法

replaceThing 的最后添加 originalThing = null

PS:今晚弄到很晚,由于时间问题,就不再详细介绍Chrome 内存剖析工具,有兴趣的大家去原文查看。

周末汇总将在周日早上发送,周六会发送其他类型的文章,敬请期待。

昨日思考题解答

问题一

从内存来看 null 和 undefined 本质的区别是什么?

解答

给一个全局变量赋值为null,相当于将这个变量的指针对象以及值清空,如果是给对象的属性 赋值为null,或者局部变量赋值为null,相当于给这个属性分配了一块空的内存,然后值为null, JS会回收全局变量为null的对象。

给一个全局变量赋值为undefined,相当于将这个对象的值清空,但是这个对象依旧存在,如果是给对象的属性赋值 为undefined,说明这个值为空值

扩展下

声明了一个变量,但未对其初始化时,这个变量的值就是undefined,它是 JavaScript 基本类型 之一。

var data;
console.log(data === undefined); //true

对于尚未声明过的变量,只能执行一项操作,即使用typeof操作符检测其数据类型,使用其他的操作都会报错。

//data变量未定义
console.log(typeof data); // "undefined"
console.log(data === undefined); //报错

null 特指对象的值未设置,它是 JavaScript 基本类型 之一。

null 是一个字面量,它不像undefined 是全局对象的一个属性。null 是表示缺少的标识,指示变量未指向任何对象。

// foo不存在,它从来没有被定义过或者是初始化过:
foo;
"ReferenceError: foo is not defined"

// foo现在已经是知存在的,但是它没有类型或者是值:
var foo = null; 
console.log(foo);	// null

问题二

ES6语法中的 const 声明一个只读的常量,那为什么下面可以修改const的值?

const foo = {};

// 为 foo 添加一个属性,可以成功
foo.prop = 123;
foo.prop // 123

// 将 foo 指向另一个对象,就会报错
foo = {}; // TypeError: "foo" is read-only

解答

const实际上保证的,并不是变量的值不得改动,而是变量指向的那个内存地址所保存的数据不得改动。对于简单类型的数据(数值、字符串、布尔值),值就保存在变量指向的那个内存地址,因此等同于常量。但对于复合类型的数据(主要是对象和数组),变量指向的内存地址,保存的只是一个指向实际数据的指针,const只能保证这个指针是固定的(即总是指向另一个固定的地址),至于它指向的数据结构是不是可变的,就完全不能控制了。因此,将一个对象声明为常量必须非常小心。

今日思考题

<script>
    console.log(fun)

    console.log(person)
</script>

<script>
    console.log(person)

    console.log(fun)

    var person = "Eric";

    console.log(person)

    function fun() {
        console.log(person)
        var person = "Tom";
        console.log(person)
    }

    fun()

    console.log(person)
</script>

上面代码的执行结果是什么?先自己分析,然后再到浏览器中执行。

参考

4类 JavaScript 内存泄漏及如何避免

ECMAScript 6 入门之const 命令

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